一种高压等离子体电源中电极的清焦方法及其控制系统与流程

1.本发明涉及废气处理技术领域，具体而言，涉及一种高压等离子体电源中电极的清焦方法及其控制系统。


背景技术：

2.随着等离子体技术的发展，各种功能的等离子体设备受到越来越多的广大科技工作者所重视，并在许多领域中得到了广泛地应用。高压等离子体源具有结构简单、效率高，能耗低，适用范围广，操作简单等优点。
3.现有技术中，高压等离子体电源主要采用金属电极在高压环境下，电极之间产生放电，从而产生的高能电子和离子，分解废气分子，达到对废气处理的目的。
4.然而，由于废气中存在粉尘、气溶胶、vocs等组分，且等离子体电源在放电过程中废气组分间反应生成的大分子聚合物在高压电源的高压作用下，电极板之间形成电场，从而使得大分子聚合物在电场的作用下运动到电极板表面。因此，现有技术中等离子体高压电源工作过程中，存在等离子体电源的电极板表面容易产生结焦，进一步引发火灾的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，针对上述现有技术中等离子废气处理过程中高压等离子电源存在的不足，提供一种自清洁的等离子体高压电源装置，以解决现有技术中等离子高压电源在废气处理中存在等离子电极放电部位产生结焦，降低等离子体高压电源使用寿命的问题。
6.为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
7.第一方面，本发明提供了一种高压等离子体电源中电极的清焦方法，所述方法应用于等离子体废气处理设备，包括：
8.基于第一电极板与第二电极板在负高压直流电源的作用下，形成等离子体；
9.获取所述负高压直流电源的工作时间；
10.若所述工作时间大于或等于预设时间，确定基于交流电源加热灯丝对所述第一电极板进行清焦。
11.可选的，所述确定基于交流电源加热灯丝对所述第一电极板进行清焦，包括：
12.确定基于交流电源采用间断加热的方式加热灯丝对所述第一电极进行清焦。
13.可选的，所述方法还包括，根据所述第一电极板与所述第二电极板之间的电流对所述第一电极板进行清焦。
14.可选的，所述根据所述第一电极板与所述第二电极板之间的电流对所述第一电极板进行清焦，之前还包括：
15.获取所述第一电极板与所述第二电极板之间的电流；
16.若所述电流小于或等于预设电流，确定基于交流电源加热灯丝对所述第一电极板进行清焦。
17.第二方面，本发明提供了一种高压等离子体电源中电极的清焦控制系统，包括：负高压直流电源、第一电极板、第二电极板、控制器、交流电源、高压电流表和继电器；
18.其中，所述负高压直流电源的一端与所述第一电极板连接，另一端接地；所述第二电极板接地；所述交流电源的一端与继电器连接，所述灯丝的一端与所述继电器连接，另一端连接在所述第一电极板上；所述控制器与所述负高压直流电源连接，还与所述高压电流表连接。
19.第三方面，本发明提供了一种高压等离子体电源中电极的清焦装置，所述装置包括：等离子体发生模块，获取模块和确定模块，
20.所述等离子体发生模块，用于基于第一电极板与第二电极板在负高压直流电源的作用下，形成等离子体；
21.所述获取模块，用于获取所述负高压直流电源的工作时间；
22.所述确定模块，用于若所述工作时间大于或等于预设时间，确定基于交流电源加热灯丝对所述第一电极板进行清焦。
23.第四方面，本发明还提供了一种高压等离子体电源中电极的清焦的控制装置，所述控制装置包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述设备执行所述如上述第一方面所述的高压等离子体电源中电极的清焦方法。
24.本发明的有益效果是：本发明中的一种高压等离子体电源中电极的清焦方法及其控制系统，等离子体废气处理设备，包括：基于金属阳极板与阴极板在负高压直流电源的作用下，形成等离子体；所述等离子体放电的过程中废气组分间反应生成颗粒物聚集在阳极板上；在低压直流电源的作用下，所述阳极板上聚集的颗粒物被电解氧化。也就是说，本发明根据控制器获取的负高压直流电源的工作时间，控制继电器闭合，从而通过交流电源加热灯丝，利用灯丝加热后的热量对高压等离子体电源中电极上的焦油进行清洁，从而提高了废气的处理效率，并且提高了等离子体高压电源的使用寿命。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
26.图1为本发明一实施例提供的高压等离子体电源中电极的清焦方法流程示意图；
27.图2为本发明另一实施例提供的高压等离子体电源中电极的清焦控制系统结构示意图；
28.图3为本发明另一实施例提供的高压等离子体电源中电极的清焦装置示意图；
29.图4为本发明另一实施例提供的又一种高压等离子体电源中电极的清焦的控制装置示意图。
具体实施方式
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例
中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
35.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.首先对本发明所涉及的名词进行解释：
37.等离子体：等离子体是由带电的正粒子、负粒子(包括正离子、负离子、电子、自由基和活性基团等)组成的集合体，其中正电荷和负电荷电量相等，故称等离子体，它们在宏观上呈电中性。等离子体由电子、离子、自由基和中性粒子所组成，是导电的流体，总体上保持电中性。
38.电极：指的是电子或电器装置、设备中的一种部件，用做导电介质(固体、气体、真空或电解质溶液)中输入或导出电流的两个端。输入电流的一极叫阳极或正极，放出电流的一极叫阴极或负极。
39.图1为本发明一实施例提供的高压等离子体电源中电极的清焦方法流程示意图；图2为本发明另一实施例提供的高压等离子体电源中电极的清焦装置示意图；图3为本发明一实施例提供的又一高压等离子体电源中电极的清焦装置示意图；图4为本发明另一实施例提供的高压等离子体电源中电极的清焦的控制装置示意图。以下将结合图1至图4，对本发明实施例所提供的对等离子体高压放电电极的清焦进行详细说明。
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
41.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
42.本发明的实施例提供了高压等离子体电源中电极的清焦方法，应用于等离子体废气处理设备，如图1所示为高压等离子体电源中电极的清焦方法流程示意图，下面结合图1，对该方法包括的步骤进行具体介绍。
43.步骤101：基于第一电极板与第二电极板在负高压直流电源的作用下，形成等离子体。
44.本发明实施例中，第一电极板和第二电极板在连接电源的情况下，产生放电，形成放电电极。其中，第一电极板和第二电极板的材质相同，形状可以为单个呈针形、棒状或片状的导体。可选的，第一电极板和第二电极板的材料可为铜、铝、不锈钢、石墨烯钛及其他导电材料。
45.可选的，负高压电源为-40kv～-4.5kv，负高压电源可以增加负离子的浓度，提高废气的处理效率。
46.其中，负高压直流电源的一端与第一电极板连接，另一端接地；第二电极板接地；交流电源的一端与继电器连接，灯丝的一端与继电器连接，另一端连接在第一电极板上；控制器与负高压直流电源连接，还与高压电流表连接。
47.示例性的，在负高压直流电源的作用下，第一电极板与第二电极板之间产生等离子体，使得废气组分间反应生成的大分子聚合物，大分子聚合物吸附在阳极板上。这里，大分子聚合物为结焦颗粒物。
48.需要说明的是，等离子体废气处理装置工作原理：空气中的气体分子在负高压直流电源的作用下被电离，产生大量的电子、活性自由基、原子、激发态分子等粒子，他们具有较高的反应活性。高压直流的作用下，产生的高能电子与空气中的气体分子或原子发生非弹性碰撞引发自由基，自由基和废气分子结合反应，从而达到对废气进化处理的目的。
49.步骤102：获取负高压直流电源的工作时间。
50.本发明实施例中，等离子体废气处理设备中还包括控制器，这里，控制器是指按照预定程序控制负高压直流电源启动工作，并对负高压主流电源的工作时间进行记录。
51.需要说明的是，在负高压直流电源的作用下第一电极板与第二电极板之间的废气被有效的处理，同时产生废气与等离子体结合的颗粒物，颗粒物在电场的作用下，颗粒物不断的向电极板聚集沉积，最终形成结焦层，导致输出电流下降，不但会降低同等高压电压下的等离子产率，同时还容易产生因焦油层燃烧而导致的火灾。
52.步骤103：若工作时间大于或等于预设时间，确定基于交流电源加热灯丝对第一电极板进行清焦。
53.本发明实施例中，灯丝为钨丝合金材料。钨丝主要是灯泡中用作各种发光体的材料。可选的，钨丝主要用于白炽灯、卤钨灯等电光源中。钨丝的电阻值随温度升高而增加，在常温下此物电阻应为1370℃-2000℃。交流电源为220vac。继电器是具有隔离功能的自动开关元件，在电路中起着自动调节、安全保护的作用。
54.可选的，灯丝的一端与继电器连接，另一端与第一电极板连接。灯丝的一端通过继电器与交流电源连接，另一端与第一电极板连接。
55.示例性的，控制器进一步确定负高压直流电源的工作时间大于或等于预设工作时间，控制器反向控制继电器，控制继电器闭合，从而使得在交流电源的作用下，电流通过继电器后到达灯丝，灯丝被加热，从而利用灯丝加热产生的热量对第一电极板上附着的焦油
进行融化清洁。进一步的，当控制器确定交流电源工作时间达到预设工作时间后，控制器控制继电器打开，从而停止交流电源对灯丝的加热。这种采用继电器对灯丝进行间断加热的方式，一方面做到对电极板焦油的清除，另一方面节省交流电源的能耗。
56.例如，控制器确定负高压直流电源工作10分钟后，控制继电器闭合，使得交流电源通过继电器加热灯丝，控制器确定交流电源加热灯丝5分钟后，控制器控制继电器打开，交流电源停止对灯丝加热。
57.本发明实施例中，负高压直流电源的正极与第一电极板连接，负高压直流电源的负极接地。控制器在负高压直流电源工作开始计时，当负高压直流电源的工作时间达到预设的工作时间后，控制器通知继电器切换工作模式，从而通过交流电源使得灯丝加热至300
°
，从而使得第一电极板上附着的结焦颗粒物融化，达到自动清焦的目的。这里，预设工作时间是指电极板上产生结焦物质影响等离子废气处理效果的时间。
58.确定基于交流电源采用间断加热的方式加热灯丝对第一电极进行清焦。
59.本发明实施例中，基于交流电源加热灯丝对第一电极板进行清焦的过程中，控制器基于继电器对灯丝采取间断加热的方式，从而达到对电极板清焦的同时，节省能源的消耗。
60.步骤103a、根据第一电极板与第二电极板之间的电流对第一电极板进行清焦。
61.本发明实施例中，步骤103a、根据第一电极板与第二电极板之间的电流对第一电极板进行清焦，具体包括：
62.步骤103aa、获取第一电极板与第二电极板之间的电流。
63.本发明实施例中，第一电极板与第二电极板之间的连接高压电流表，高压电流表用于检测流经两个极板之间的电流。这里，高压电流表的取值范围可以根据负高压直流电源的实际功率进行确定。
64.步骤103ab、若电流小于或等于预设电流，确定基于交流电源加热灯丝对第一电极板进行清焦。
65.本发明实施例中，预设电流指的是在负高压直流电源的作用下，第一电极板与第二电极板正常工作时的电流值。控制器还用于实时监测流经两个极板之间的电流值，控制器确定获取的电流值小于预设电流值时，控制器基于继电器对灯丝进行加热，利用灯丝的热量对电极上的焦油进行清除。进一步的，当控制器确定电流值大于预设值后，控制器控制继电器打开，从而停止交流电源对灯丝的加热。这种采用继电器对灯丝进行间断加热的方式，一方面做到对电极板焦油的清除，另一方面节省交流电源的能耗。
66.例如，预设电流为100安培，控制器确定高压电流表为98安培时，控制器控制继电器闭合，使得交流电源通过继电器加热灯丝，控制器再次确定高压电流表示数大于等于100安培后，控制器控制继电器打开，交流电源停止对灯丝加热。
67.本发明实施例中，本发明中的一种高压等离子体电源中电极的清焦方法，等离子体废气处理设备，包括：基于金属阳极板与阴极板在负高压直流电源的作用下，形成等离子体；等离子体放电的过程中废气组分间反应生成颗粒物聚集在阳极板上；在低压直流电源的作用下，阳极板上聚集的颗粒物被电解氧化。也就是说，本发明根据控制器获取的负高压直流电源的工作时间，控制继电器闭合，从而通过交流电源加热灯丝，利用灯丝加热后的热量对高压等离子体电源中电极上的焦油进行清洁，从而提高了废气的处理效率，并且提高
了等离子体高压电源的使用寿命。
68.在另一种可行的实施例中，本发明还提供了高压等离子体电源中电极的清焦控制系统结构示意图，如图2所示，该控制系统包括：负高压直流电源、第一电极板、第二电极板、控制器、交流电源、高压电流表和继电器；
69.其中，负高压直流电源的一端与第一电极板连接，另一端接地；第二电极板接地；交流电源的一端与继电器连接，灯丝的一端与继电器连接，另一端连接在第一电极板上；控制器与负高压直流电源连接，还与高压电流表连接。
70.本发明实施例中，高压等离子体电源中电极的清焦控制系统还包括灯丝，灯丝的一端与继电器连接，另一端与第一电极板连接。控制器用于根据负高压直流电源的工作时间或高压电流表的电流值控制继电器，从而对灯丝进行间断加热。
71.可选的，基于第一电极板表面清焦的方法，相应的，第二电极板的一端也可设置一个交流电源，交流电源通过继电器与灯丝连接，从而实现对第二电极板表面结焦物质的清理。需要说明的是，在等离在废气处理设备的长期使用过程中，电极板表面容易产生结焦物质，使用灯丝加热去除电极板表面清焦，从而保证无论某一电极板上产生结焦物质，均可以被有效的去除。
72.需要说明的是，本实施例中与其它实施例中相同步骤和相同内容的说明，可以参照其它实施例中的描述，此处不再赘述。
73.本发明实施例中，本发明中的一种等离子体电极的清焦控制系统，等离子体废气处理设备，包括：在负高压直流电源的作用下，阴极板与阳极板之间产生等离子体，使得废气组分间反应生成的颗粒物，颗粒物吸附在阳极板上，控制器根据输出电流调节低压直流电源的电压对等离子体金属阳极上聚集的颗粒物电解氧化。本发明实施例中，等离子体废气处理设备中的控制器可以根据输出电流调节低压直流电源的电解电压。也就是说，本发明通过对阳极板上附着的颗粒物进行电解氧化，实现了利用等离子体处理废气的同时根据输出电流控制低压直流电源对等离子体电极的自动清洁，提高了废气的处理效率、降低能耗，并且保证了等离子体废气处理设备的长期稳定运行。
74.如图3所示为本发明实施例中提供的高压等离子体电源中电极的清焦装置示意图。高压等离子体电源中电极的清焦装置包括：等离子体发生模块301，获取模块302和电解模块303，
75.等离子体发生模块301，用于基于第一电极板与第二电极板在负高压直流电源的作用下，形成等离子体。
76.获取模块302，用于获取负高压直流电源的工作时间。
77.电解模块303，用于若工作时间大于或等于预设时间，确定基于交流电源加热灯丝对第一电极板进行清焦。
78.需要说明的是，本实施例中与其它实施例中相同步骤和相同内容的说明，可以参照其它实施例中的描述，此处不再赘述。
79.本发明实施例中，本发明中的一种高压等离子体电源中电极的清焦，包括：负高压直流电源、第一电极板、第二电极板、控制器、交流电源、高压电流表和继电器；其中，第一电极板与第二电极板在负高压直流电源的作用下，形成等离子体；控制器获取负高压直流电源的工作时间；若控制器判断出工作时间大于或等于预设时间，确定继电器闭合，使得交流
电源加热灯丝从而对第一电极板进行清焦。也就是说，本发明根据控制器获取的负高压直流电源的工作时间，控制继电器闭合，从而通过交流电源加热灯丝，利用灯丝加热后的热量对高压等离子体电源中电极上的焦油进行清洁，从而提高了废气的处理效率，并且提高了等离子体高压电源的使用寿命。
80.图4为本发明第三实施例提供的一种高压等离子体电源中电极的清焦的控制装置示意图，该装置可以集成于终端设备或者终端设备的芯片。
81.该装置包括：存储器401、处理器402。
82.存储器401用于存储程序，处理器402调用存储器401存储的程序，以执行上述方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
83.优选地，本发明还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。
84.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
85.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
86.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
87.上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(英文：read-only memory，简称：rom)、随机存取存储器(英文：random access memory，简称：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。